[發明專利]α?氧化鋁微粒以及其制造方法

有效

• 申請號: 201380050921.2
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104718162B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 袁建軍;木下宏司
• 申請（專利權）人: DIC株式會社
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01F7/30;C01F7/44
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及使用鋁化合物作為前體，將它們在鉬化合物、釩化合物等金屬化合物的存在下進行焙燒得到的顆粒形狀勻稱且略球狀的α-氧化鋁微粒的制造方法和由該制法得到的多面體α-氧化鋁微粒。

背景技術

氧化鋁的耐磨耗性等機械強度、化學穩定性、導熱性、耐熱性等優異，因此存在多種用途，在研磨劑、電子材料、散熱填料、光學材料、生物材料等廣泛的領域中加以利用。尤其在填料用途中謀求在化學、物理方面穩定性高的α晶體的含量高、接近不對機器等產生磨耗的球狀，進而，在期待氧化鋁的散熱性的用途中，為了使用熱導率高的α結晶化率高的氧化鋁并且實現向樹脂的高填充，謀求顆粒的形狀接近球狀。

α-氧化鋁的通常并且最廉價的制造方法為以鋁土礦為原料的拜耳法。在拜耳法中，由原料的鋁土礦制造氫氧化鋁(三水鋁礦)或過渡型氧化鋁(transition alumina)，接著，將它們在大氣中焙燒，從而制造α-氧化鋁粉末。然而，由拜耳法得到的α-氧化鋁為無定形的顆粒聚集體，控制顆粒形狀、粒徑是困難的。

由這樣的背景出發，關注的是為α結晶、可以控制顆粒形狀、粒徑的氧化鋁合成。例如，公開了在氫氧化鋁或過渡型氧化鋁中添加熔點800℃以下的氟系助熔劑作為礦化劑，進行高溫焙燒，從而制造平均粒徑為2～20μm、[001]面發展的六角片狀的α-氧化鋁的方法(例如，參照專利文獻1)。然而，在該方法中，顆粒形狀全部為六角片狀，因此存在難以達成優異的研磨性、向樹脂的高填充性等的問題。

為了合成接近球的α-氧化鋁多面體，至今提出了多個提案。例如，公開了使用包含銨的硼以及硼系化合物作為礦化劑，將由拜耳法得到的氫氧化鋁(三水鋁礦)在1200℃以上進行焙燒，從而制造平均粒徑1～10μm、結晶學上與C軸垂直的徑D以及與C軸平行的高度H的比(D/H比)接近1的α-氧化鋁粉末的方法(例如，參照專利文獻2)。此外，記載了將鹵素氣體用作保護氣，將過渡型氧化鋁和/或通過熱處理而成為過渡型氧化鋁的氧化鋁原料在1100℃下焙燒，從而制造平均粒徑0.1-30μm、前述的D/H比在0.5～3的范圍內的α-氧化鋁多面體單晶顆粒的方法(例如，參照專利文獻3)。進而，公開了在氧化鋁原料中少量添加氟化合物或氟化合物以及硼化合物，將所得到的混合物在1100℃以上的高溫下焙燒，從而制造平均粒徑為0.5～6μm、D/H比為1～3的范圍內的α-氧化鋁多面體的方法(例如，參照專利文獻4)。然而，由這些專利文獻提供的任一方法之中，α-氧化鋁多面體的制造不能大幅抑制[001]面的晶體生長，無論是理論上還是實驗上都難以形成接近球的形狀。

報告有為了完全抑制多面體α-氧化鋁結晶的[001]面的生長，使用氧化鉬(MoO₃)作為助熔劑，進行高溫焙燒，從而形成僅具有[113]面的六角雙錐體的紅寶石晶體(例如，參照非專利文獻1)。前述非專利文獻1中，氧化鉬選擇性地吸附于紅寶石晶體的[113]面，晶體成分變得難以供給到[113]面，可以完全抑制[001]面的出現。此外，專利文獻5中公開了將氧化鉬、氧化鋁與其它的助劑的混合物(含有95％氧化鉬)在1100℃下焙燒，從而制造粒徑為1mm～3mm的六角雙錐體人工剛玉晶體的方法。

然而，在這些方法中，作為研磨劑、樹脂填料，依然難以制造可以在廣泛的領域中使用的接近球、粒徑為100μm以下的α-氧化鋁多面體。此外，作為助熔劑大量使用氧化鉬，因此在環境方面、成本方面也存在問題。在至今的α-氧化鋁合成技術中，未合成以除[001]面以外的晶面為主晶面、以除六角雙錐體以外的多面體形狀的微粒為主要成分的α-氧化鋁微粒。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平3-131517號公報

專利文獻2：日本特開昭59-97528號公報

專利文獻3：日本特開平7-187663號公報

專利文獻4：日本特開2008-127257號公報

專利文獻5：WO2005/054550號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Oishi et al.，J.Am.Chem.Soc.，2004，126，4768-4769

發明內容

發明要解決的問題

鑒于上述實際情況，本發明想要解決的課題在于，提供至今尚未提供的略球狀的氧化鋁微粒，詳細而言，在于提供以除[001]面以外的晶面為主晶面、以除六角雙錐體以外的多面體形狀的微粒為主要成分的α-氧化鋁微粒的簡便并且高效的制造方法。